RTK技術(shù)在在電力外電源測(cè)繪中的應(yīng)用

嚴(yán)小龍

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司 湖北 武漢 430074

隨著鐵路建設(shè)飛速發(fā)展,電氣化率不斷提高,外部電源需求不斷增加。相比于鐵路正線電力系統(tǒng)建設(shè),外部電源建設(shè)更加困難,受制于地形、地方規(guī)劃、人文等因素。因此,有必要對(duì)線路測(cè)繪技術(shù)進(jìn)行研究,以減少這些因素的影響,提高外部電源線路施工效率。

1 RTK技術(shù)及現(xiàn)場(chǎng)情況簡(jiǎn)介

RTK載波相位差分技術(shù),是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方法,將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī),進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。隨著衛(wèi)星定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)RTK 技術(shù)的飛速發(fā)展,RTK 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種控制測(cè)量、地形測(cè)圖以及放樣等領(lǐng)域[1]。本文就浩吉鐵路項(xiàng)目電力外電源測(cè)繪對(duì)RTK技術(shù)的應(yīng)用做出淺析。浩吉鐵路五工區(qū)管段內(nèi)共3條外電源線路,合計(jì)27亙長(zhǎng)公里,且地形復(fù)雜、與地方規(guī)劃交叉影響大,在工期緊張的情況下,提出運(yùn)用RTK技術(shù)進(jìn)行測(cè)繪,極大縮短了工期,為完成線路建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)測(cè)繪方式

電力外電源線路主要建設(shè)流程可分為：圖紙審核、測(cè)量放樣、線路施工、驗(yàn)收送電。每一個(gè)步驟環(huán)環(huán)相扣,而測(cè)量放樣作為咽喉環(huán)節(jié),承上啟下,顯得更加重要。

傳統(tǒng)方式以全站儀進(jìn)行測(cè)繪時(shí),將全站儀架設(shè)到已知點(diǎn)(基站點(diǎn)),并進(jìn)行調(diào)整;然后設(shè)置坐標(biāo)方位,并行坐標(biāo)復(fù)測(cè),確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行測(cè)量工作。隨后將棱鏡架設(shè)到復(fù)測(cè)點(diǎn)位,進(jìn)行坐標(biāo)對(duì)比,完成后再進(jìn)行放樣測(cè)量,測(cè)定出點(diǎn)位后,打上木樁,作為下一個(gè)已知點(diǎn)。

以全站儀進(jìn)行線路測(cè)量放樣,需要滿足光學(xué)通視,因此極易受惡劣天氣及復(fù)雜地形地貌影響,導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。另外,由于通視的影響,全站儀有效測(cè)程基本為1公里左右,也大大降低了測(cè)繪工作的效率。

圖1 全站儀測(cè)繪作業(yè)

3 RTK技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用

針對(duì)RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),蒙華鐵路外電源線路測(cè)繪啟用了RTK 技術(shù),并對(duì)取得的提高就其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。

3.1 RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3.1.1 高精度 在滿足RTK的基本工作條件情況下,在5k m 左右的作業(yè)半徑范圍內(nèi),RTK的平面精度和高程精度都能達(dá)到厘米級(jí),并且不存在誤差積累[2]。在實(shí)測(cè)過(guò)程中,對(duì)電桿檔距、轉(zhuǎn)角度數(shù)、高差進(jìn)行了分析,距離誤差可控在3c m 以下,保證了電力線路對(duì)建筑物等設(shè)施的水平安全距離以及對(duì)地安全距離。

圖2 RTK測(cè)繪作業(yè)

3.1.2 高效率 在大多數(shù)情況下,高質(zhì)量的RTK設(shè)站一次即可測(cè)完5-10k m 半徑的測(cè)區(qū)[2],大大減少了傳統(tǒng)測(cè)量所需的控制點(diǎn)數(shù)量和測(cè)量?jī)x器的轉(zhuǎn)移次數(shù),僅需一人操作,每個(gè)放樣點(diǎn)只需幾分鐘甚至幾十秒,即可完成。另外,由于不受光學(xué)通視影響,只需要滿足“電磁波通視和對(duì)空通視的要求”,因此和傳統(tǒng)測(cè)量相比,RTK 技術(shù)作業(yè)受限制因素少,幾乎可以全天候作業(yè)。

3.1.3 高自動(dòng)化率 RTK內(nèi)置專(zhuān)業(yè)軟件可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)繪、坐標(biāo)記錄等功能,減少了人為誤差,保證了作業(yè)精度。

3.2 RTK技術(shù)的缺點(diǎn) 由于RTK技術(shù)基于GPS技術(shù),因此容易受衛(wèi)星狀況、對(duì)空通視等影響。并且受衛(wèi)星狀況、天氣狀況、數(shù)據(jù)鏈傳輸狀況影響,可能導(dǎo)致可靠度受影響,整體可靠性為95%-99%[2]。就實(shí)測(cè)情況分析,添加人為干預(yù)后,上述負(fù)面影響可大大降低,測(cè)量數(shù)據(jù)及放樣誤差均在正常范圍內(nèi)。

3.3 實(shí)例分析 蒙華鐵路作為電氣化鐵路,變配電所外部電源線路建設(shè)同樣尤為重要。

受制因素：

1)設(shè)計(jì)方案較早,由于城市建設(shè),導(dǎo)致部分路徑需更改;2)原始路徑與市政規(guī)劃沖突,需更改路徑;

3)原始路徑范圍存在無(wú)法拆除建筑物,需更改路徑。

4)對(duì)地域不熟悉,重新選定線路路徑難度大。

圖3 浩吉鐵路康佳外電源測(cè)繪過(guò)程示意圖

實(shí)施過(guò)程：

在需要更改原始路徑的情況下,重新選定線路面臨著許多困難。于是想到用RTK技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。首先參考原始設(shè)計(jì)方案以及市政規(guī)劃圖,初步確定線路走向,隨后在關(guān)鍵位置設(shè)置節(jié)點(diǎn),利用RTK 測(cè)出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),并進(jìn)行草圖繪制,然后實(shí)地考察,增加節(jié)點(diǎn),將影響障礙全部避開(kāi)。最后根據(jù)這些主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行線路整體測(cè)量放樣,并完成圖紙繪制。蒙華項(xiàng)目五工區(qū)管段27公里外電源線路,僅用5天完成了路徑更改并完成測(cè)量放樣。

結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,RTK 技術(shù)作為一門(mén)成熟的測(cè)量技術(shù),已被廣泛應(yīng)用。隨著鐵路行業(yè)的發(fā)展,鐵路建設(shè)對(duì)該技術(shù)的運(yùn)用也越來(lái)越多,作用也越來(lái)越明顯,從前期的內(nèi)線使用,到現(xiàn)在的外線運(yùn)用,作用顯著。后續(xù)鐵路工程建設(shè)過(guò)程中,可以適當(dāng)引入相關(guān)技術(shù),提高建設(shè)綜合效率,同時(shí)也要保持創(chuàng)新,為鐵路建設(shè)注入新能量。